无线传感器网络（WSN）在民用和军用两方面都具有广泛的应用,例如智能医疗,智能环境监测,敏感位置的监测以及非目标物体存在检测。无线传感器网络的这种高层次的植入需要先进的设计和先进的管理系统来取得成功。然而,近年来传统的WSN在工业应用领域的发展使得研究人员面临传统无线传感器网络中传感器异构性和应用依赖性的资源约束问题的挑战。在无线传感器网络中,在较长网络周期内成功传输数据的性能取决于部署的传感器节点之间的异构感知和应用敏感的合作能力。己经存在许多分布式和集中式路由算法,用于增强传统WSN的传感器节点之间的协作性。虽然现有解决方案显示出对于网络寿命的合理改进,但是仍然难以提供所需的鲁棒性以处理大规模的应用选择性和异构敏感性。这些解决方案需要在网络运行期间仔细检查剩余资源,并需要相应根据其剩余潜力来重新配置节点的能力。尽管分布式路由协议在更大的网络区域扩展了网络功能,但也导致了不均匀聚类问题。同时,具有全部和部分中央控制路由算法的中央管理系统在网络资源分配方面显示出合理的一致性,并提供显著的负载均衡。最近,软件定义网络（SDN）为集中管理WSN提供了许多有吸引力的解决方案,通过执行控制逻辑与传感器节点的分离操作提供了可靠的灵活性和适应性。最近这种基于SDN的解决方案的普及鼓舞了研究者开发能够管理针对特定应用的异质感知设计。在本文中,我们针对传统的和SDN的无线传感器网络体系结构开发了异构感知和应用敏感的路由协议。首先,我们概述了两种无线传感器网络体系结构下的现有技术的集中式和不可靠流量工程路由解决方案。接下来,我们提出了均匀感知的集中式集群路由协议,为无线传感器网络的中心流量工程能力奠定了基础。为了向后兼容分布式集群路由协议,我们还提出了混合路由解决方案来丰富网络的可扩展性。最后我们提出了适应请求式SDN中心管理系统的路由解决方案。在第三章中,我们针对三层异构传感器网络提出了两种节能路径规划路由协议,即,两跳异构感知集中式节能聚类（THCEEC）和高级异构感知CEEC（ACEEC）。在所提出的模型中,BS利用THCEEC和ACEEC路由协议的算法,通过考虑初始能量,剩余能量,区域标志和到BS的距离选择适合的簇首（CH）。算法需要整个异构无线传感器网络中簇形成的初始阶段进行能量资源的智能分配。大量的仿真结果证实了CEEC,ACEEC和THCEEC的集中式集群构建提升了可靠性降低了能耗,与传统的现有分布式路由协相比,提升了网络寿命和成功的数据转发效率。在第四章中,我们提出了一种自适应免疫多跳多层聚类（MHMLC）协议,该协议执行一种混合聚类算法（HCA）,在位于中心的基站（BS）的半径范围内执行最优中心化簇首（CH）选择,并在网络其余区域传播执行簇首选择。MHMLC的HCA还为集群间多跳通信产生了最优的中间通道,从而开发了异质感知的经济链路。这种混合集群形成方式使得传感器能够在短距离低传输功率下工作,从而提高链路质量并避免分组丢失。仿真环境比较了提出的MHMLC和现有技术的路由协议的效果差异,实验结果表明提出的模型显著提升了网络寿命,稳定时间和数据传输率。在第五章中,我们提出了采用流迭代重配置方法的基于SDN的应用感知集中式（SACFIR）路由协议,使用集中式SDN迭代求解控制器来维护流量重新配置和流量分配成本之间的负载均衡。提出的SACFIR路由协议提供了独特的迭代路径部分算法,首先根据控制层的剩余资源计算适当的聚类方式,然后在前向平面实现应用感知的基于阈值的多跳报告传输。SACIFR算法的操作由驻留在BS的SDN控制器集中监控。本文将SACFIR扩展到基于SDN的应用感知主值集中方式,使用流迭代重新配置（SAMCFIR）建立主动和被动的信息传递。我们提出的基于SDN的模型根据传感器节点上的传输负载调整重构周期,达到无线传感器网络的异构感知,负载平衡和应用敏感的重新配置。大量模拟实验结果表明,现有路由协议相比,SACFIR和SAMCFIR拥有最大的可扩展性,网络寿命和稳定时间。